采用Cr3+掺杂的混合甲酸盐钙钛矿实现的高灵敏度光学温度测量：基于比率法和寿命法的研究比较

《Dalton Transactions》：High-sensitivity optical thermometry with Cr3+-doped hybrid formate perovskites: comparative analysis of ratiometric and lifetime-based approaches

光学热测量研究显示，Cr3?掺杂的[EA]Mg_xCr_{1?x}(HCOO)?金属有机框架（x=0,0.01,0.03,0.05）具有宽温度范围（80-170K）和高达3.07% K?1的相对灵敏度，通过比较ratiometric和lifetime-based两种热分析方法的性能，发现光谱特性与晶场强度Dq/B相关，且首次提出发光寿命的温度依赖性可作为独立测温途径。

　　

光学温度测量技术因其快速响应、易用性、高灵敏度和远程测量等特性而受到研究人员的广泛关注。在低温温度测量应用中，含有铬(III)离子的金属-有机框架（MOFs）材料尤为具有潜力。在这项工作中，我们提出了一种优化数据的方法，用于开发温度传感器，特别关注相对灵敏度参数（Sr）。在优化过程中，我们采用了不同的数据分析技术来研究各个参数对材料温度特性的影响。此外，我们还介绍了一系列EA:MgCr_{1-x}(HCOO)3的结构和光谱特性，其中EA表示乙铵阳离子，x的取值为0、0.01、0.03和0.05。这些材料具有钙钛矿结构，并且其光谱特性强烈依赖于掺杂剂的浓度和温度。铬(III)离子的发光特性会随着晶体场强度（Dq/B）的变化而改变，这一变化通过漫反射光谱和光致发光技术进行测量。所研究的材料表现出特定的温度依赖性发光现象，这可以为温度测量模型的建立提供依据。另外，温度对发光寿命的影响为温度测量提供了另一种途径，而这种途径在之前的混合钙钛矿研究中尚未被报道。所制备的光学比率传感器具有较高的相对灵敏度（在130 K时可达3.07% K^-1）和较宽的工作范围（80–170 K）。基于发光寿命的温度测量分析显示，该传感器的相对灵敏度高达2.97% K^-1（140 K）。在这项工作中，我们研究了化学组成对一系列基于EA的混合化合物的温度测量性能的影响，并比较了两种温度测量方法：比率法和基于发光寿命的方法。此外，我们还全面比较了这些材料的光谱特性，尤其是其温度测量潜力，与其他报道的有机阳离子不同的混合钙钛矿进行了对比。研究结果表明，掺杂了Cr³⁺离子的混合钙钛矿在高灵敏度发光温度测量方面具有特殊潜力。}